2kw逆变电源主电路设计电

………………·····································································································……………………2.1整流电路设计部分………………2.1.1整流二极管的选择…………2.1.2整流二极管的保护设计……………………2.2滤波电容C的选取………………·································································································…………………2.4.2IGBT的保护设计……………………………3.2变压器磁芯的选择………………························································………………………………………逆变电源因体积小、重量轻、节材、节能、转换效果高等特点，现已得到了广泛应用。目前逆变电路的拓扑结构主要有单端正激式、单端反激式、推挽式、半桥式、全桥式等多种类型。根据需求可采用不同拓扑形式的逆变电路满足其需求。目前IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是逆变电源在选择功率开关器件耐压要求可以稍低，并有较高的功率输出，现通常采用全桥式逆变电路来实现较大功率输出。课程设计所要求做的是2kw的逆变电源主电路设计（要求：电网电压串联谐振式逆变器的输入端并接有大电容，逆变器将直流电压变换为交流电压，因此也称为电压源型逆变器；电流型逆变器的输入端串接有大电感，形成平稳的直流电流，逆变器将输入的直流电流变换为交流电流输出，因此也称为电流型逆变器。从电路原理的角度来看，两种电路是完全对偶的。这种对偶性主要表现在以下几个方面，如表1-1所示。综合比较串联谐振逆变器和并联谐振逆变器的优缺点，从适合高频小功率应用的角度，本设计选用串联谐振逆变器电路拓扑。变压器输出电压使负载正常工作。串联谐振式逆变电源的调压主要方法是直流侧调压。直流调压通常采用相控整流或直流斩波来改变逆变器的输入直流电压的大小。三相全桥可控整流电路是通过控制由6只晶闸管实现的全控整流桥的开通和关断来调节直流输出电压，采用晶闸管整流电路虽原理易懂，并且可以通过调节控制角α,从而稳定电网电压的波动。但是结合信号控制部分来说，相对而言，通过斩波电路的信号控制来调节电压波动逆变电源中的直流斩波调功方式的调功原理如采用二极管整流，得到脉动的直流电；再用电解电容进行滤波，输出稳定的电压；考虑电进行控制。从而使输出端得到一系列幅值相等而脉冲宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或者需要的波形。按照一定的规则对个脉冲的宽度进行调制，即可以改变逆变电路输出的1器的效率都为90﹪,并假设电源的功率因数为0.95，设计最大整流输出功率为：则最大整流输出电流:正常工作时，二极管能承受的最大峰值UM有一定的限度。超过此峰值电压的就算过电压。在这个流装置中，任何偶然出现的过电压均不应该超周期性出现的过电压则应小于元件的重复峰值电压URSM。这的。因此，在变流电路中，必须采用各种有效保护措施，以抑制各种暂态过电压，保护二极管抑制暂态过电压的方法一般有3种：①用电阻消耗过电压的能量；②用非线性元件限制过电压的幅值；③用储能元件吸收过电压的能量。若以过电压保护装设的部位来分，有交流侧保护，交流侧和直流侧过电压保护采用压敏电阻；二极管采用RC电路保护。压敏电阻的参数和RC电路①交流侧过电压保护计算：式中U───压敏电阻两段正常工作电压的有效值。U1mA上限的确定应是在吸收过电压时，其残压低于被保护的整流二极管所允许的电压值。②二极管的过电压保护：整流二极管的过电压保护，通常是在二极管元件两端并联RC电路，如图所示。IF——二极管额定电流（A）IIF/A1252整流二极管的过电压保护，通常是在二极管元件两端并联RC电路，如图2─1所示。c2R③直流侧过电压保护,取UV额定电压：额定电压URN不小于正常工作电压的方均根值。额定电流：额定电流IRN应按它保护的元件实际流过的电流IR（方均根值）来选择，一般①交流侧过电流保护采用快速熔断器额定电压：额定电压URN不小于正常工作电压的方均根值。额定电流：额定电流IRN应按它保护的元件实际流过的电流IR（方均根值）来选择，一般IRN——熔体额定电流RN2ZMAX2dM②二极管的过电流保护：③直流侧过电流保护采用快速熔断器路和逆变器之间加入滤波电容，以减小整流输出后直流电的交流成分。滤波电容一用电解电容器。电解电容Cd往往只被人们误解城市滤波电容。实际上，电解电容Cd除了滤波意外更重要的而且保证了逆变器的可靠运行。0=考虑较大的电解电容可以得到更平缓的输入电压并综合考虑成本实际选用两只标称为3300保证其通流能力在可靠围。续流二极管Df的参数也与第四章中的整流二极管参数基本一致，所以考虑安全余量选择额定电ff式中，α为波动系数，值取1.1。关断时的峰值电压EQ\*jc3\*hps33\o\al(\s\up0(=),p)为高频变压器副边绕组的匝数；U10为变压器一次侧电压，因为经整流逆变后输出电压为方波电块给定电流额定值是在结温EQ\*jc3\*hps33\o\al(\s\up1(=),sp)功率主回路的吸收电路如图6所示,是用来吸收IGBT关断浪涌电压和续流二极管反向恢复浪涌电压。在某些应用中，吸收电压还可以减少IGBT的开关损耗。通常有典型的4种吸收电路，选择时则考虑功率电路的大小来选择相应吸收电路。I②电阻的选择：C-吸收缓冲电路中电容值。电源最小占空比为0.1，由确定阻值大小。所以，R=8.3Ω,取10Ω。在导通和截止之间迅速转换，提高了器件的使用频率并改善了波形。整流输出的最大电流为I=适用于高频的磁芯材料有铁氧体磁芯，铁粉磁芯以及非晶合金。设计时，要查找三类磁芯的基本特性以选择合适的磁芯材料，在一般情况下都可选用铁氧体材料满足设计要求。然后在根据厂家提供的磁芯材料手册(一般可在磁芯厂家获得)选取具体的磁芯材料编号并获得其具体特性磁芯规格的选取通常可先估算变压器的效率，然后由输出功率和估算效率计算出变压器的输人功率，再根据生产厂家给出的磁芯规格和传送功率的关系数据来选择。如果手头缺少上述fs为开关频率；2f，所以，铜窗是富裕的。此高频变压器计算参数基本符合要求。在此次设计中，我翻阅的大量的书籍，期刊。在短时间检索出自己想要的相关信息，这一点是十分重要的。设计实践不仅强化了我这方面的能力，更让我对工程设计有了新的认识。所谓工程设计不仅仅是设计，还要实现设计容。相比较而言，在平时的学习生活中我们很少考虑材料的选择、保护、裕量、各种损耗等因素，然而，在工程中必须考虑到。同时团队协作也是十分重要的，当我在设计中遇到困难，我会和同学共同讨论，翻阅书籍、期刊等或者咨询老师。